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泡沫金属在质子交换膜燃料电池中流动分布器布置的实验性能研究( Experimental performance investigation on the arrangement of metal foam as flow distributors in proton exchange membrane fuel cell )
Z Wan Y Sun C Yang X Kong X Wang
由于消除了传统双极板中的“板/通道”几何形状，泡沫金属作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的流量分布器在改善反应物分布和温度分布的均匀性方面显示出巨大的潜力，有利于燃料电池性能的提高。然而，如何优化金属泡沫的排列以进一步提高质子交换膜燃料电池的性能还没有得到考虑。本研究以金属泡沫镍作为一种新型流场进行实验研究，并与常规石墨平行流场（情况1）在PEMFC中的性能进行了比较。在金属泡沫布置方面，设计了阳极侧（2）或阴极侧（3）使用金属泡沫和两侧同时使用金属泡沫（4）三种情况。实验结果表明，镍金属泡沫流场可以使膜处的温度分布更加均匀，有利于膜的耐久性，提高燃料利用率。在完全加湿条件下，与情况1相比，情况2的最大功率密度增加了15.67%，高于情况3（6.36%）和情况4（9.09%）,说明了金属泡沫布置的重要性。解释为当相对湿度(RH)较高时，使用镍金属泡沫的阴极侧流场更容易发生泛洪。此外，在1-4上进行了3h恒流试验，结果表明，在RH=1时，在阴极侧使用泡沫镍后，105min电压出现了严重的劣化。随着RH的降低，临界淹水时间逐渐推迟。这一发现对金属泡沫作为PEMFC流量分布器的实际应用特别有用。
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